3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.4. ACV: Objetivo e Escopo
Conforme foi mencionado, A ISO 14040 (2006) define que a ACV é composta de quatro etapas, sendo elas: (a) definição de escopo e objetivo, (b) análise de inventário, (c) avaliação de impacto e (d) interpretação.
O objetivo deste estudo foi realizar uma ACV comparativa entre o desempenho ambiental de uma parede de bloco de concreto de vedação convencional com bloco de concreto reciclado, feito com agregado reciclado de concreto (ARC), considerando desde
a extração de matéria prima até o fim de vida da edificação, e uma vida útil de 50 anos Foi escolhida esta vida útil baseada em outras ACVs de edificação (e.g. CHASTAS et al., 2018; EVANGELISTA et al., 2018; ORTIZ et al., 2009) e devido a este valor ser o mínimo recomendado pela norma de desempenho de edificações habitacionais NBR 15.575 (ABNT, 2013).
Esta ACV foi feita dentro da perspectiva de prevenção de resíduos, buscando estimular a escolha por produtos feitos com matéria prima reciclada em detrimento de matéria prima natural, desde que esta opção não cause mais danos ao ambiente do que o produto original, uma vez que o próprio processo de reciclagem gera impactos ambientais, como uso de energia e transporte. Este estudo foi feito para fornecer informações sobre o impacto ambiental dos dois tipos de bloco de vedação, de forma que o fator ambiental influencie na tomada de decisão de projeto, considerando um público alvo de projetistas de arquitetura (engenheiros e arquitetos).
Os blocos foram comparados considerando o desempenho da função de vedação, sem desempenhar funções estruturais, de modo que as cargas da edificação foram suportadas por uma estrutura de concreto específica. A UF adotada foi 1 m2 de parede de bloco de concreto. Foram considerados somente o bloco de concreto e a argamassa de assentamento da parede, sem considerar o revestimento, pois as escolhas de revestimento variam de acordo com o usuário e no Revit é possível colocar a pintura e outros substratos como outras camadas da parede sobre o bloco.
No projeto, foram utilizadas três tipos diferentes de bloco: (i) blocos de 9 cm, com dimensões 9x19x39 cm para shafts de instalações; (ii) blocos de 14 cm, 14x19x39 cm para divisórias internas e; (iii) blocos de 19 cm, com 19x19x39 cm para paredes internas e divisórias entre apartamentos. Assim, o fluxo de referência foi a massa de concreto e argamassa existente nesta metragem quadrada de cada tipo de parede, calculado a partir da área bloco de concreto e descontando juntas verticais e horizontais de 10 mm (ABNT, 1984); a média das massas dos blocos de concreto que seguem a norma, encontradas em sites de fabricantes (M. MARCHI, [s.d.]; MULTIBLOCO, [s.d.]); e a massa específica da argamassa de assentamento de 1.850 kg/m3 (TAVARES, 2006).
O Quadro 3.4.1 apresenta os fluxos de referência para as paredes feitas com cada tipo de bloco. O impacto do desperdício de bloco na obra será calculado de maneira
separada, por isso este fluxo de referência representa somente a quantidade de bloco e argamassa que de fato estão na parede. Considerando que os blocos de vedação possuem também funções de isolamento térmico e acústico dos ambientes, esta ACV se limita a considerar o mesmo desempenho dos blocos reciclados e convencionais nestes quesitos, por não haver uma mudança completa no sistema utilizado (nos dois casos são blocos de concreto) mas sim na composição do concreto utilizado.
Quadro 3.4.1. Fluxos de referência para cada tipo de parede
Tipo do bloco Dimensões
Fluxos de referência
kg de bloco/ m2 de parede kg de argamassa de
assentamento/ m2 de parede
Bloco de 9 cm 9x39x19 mm 96,87 7,56
Bloco de 14 cm 14x39x19 mm 116,25 9,76
Bloco de 19 cm 19x39x19 mm 131,25 11,96
Os fluxos de desperdício foram calculados de maneira separada, de modo que o impacto deste possa ser alterado pelo projetista que fizer uso dos dados desta ACV para corresponder a dados de desperdício dentro do contexto de sua empresa, apenas ao editar os valores na plataforma BIM Revit. Porém, foi inicialmente considerado um desperdício de bloco de 14% e de argamassa de 116% durante a etapa de construção, sendo a média de valores de desperdício de material encontrados para o cenário brasileiro por Pinho e Lordsen Jr., (2009) e Agopyan et al. (1998), também utilizadas em Guimarães e Martins Rosa (2017) e Santos, Morais e Lordsleem Jr. (2018). Como mostra o Quadro 3.4.2., foi adotado um índice de desperdício 1,209, 1,214 e 1,22 (em área) para as paredes de blocos de 9, 14 e 19, respectivamente.
Quadro 3.4.2. Fluxos de desperdício e índice de desperdício total considerados no estudo
Desperdício Bloco de 9 Bloco de 14 Bloco de 19
Desperdício argamassa (% em massa) 116% 116% 116% Desperdício argamassa (kg/m2 de parede) 8,77 11,32 13,87
Desperdício bloco de concreto (% em massa) 14% 14% 14% Desperdício bloco (kg/m2 de parede) 13,08 15,69 17,72
Desperdício total (kg/m2 de parede) 21,85 27,01 31,59
Porcentagem de desperdício total (%/m2 de parede) 20,9% 21,4% 22,1%
Índice de desperdício (m2/m2 de parede) 1,209 1,214 1,221
O bloco de ARC foi considerado como composto de 50% de AN e 50% de ARC, uma vez que este é o limite de substituição de agregado que confere ao bloco reciclado
propriedades físicas semelhantes ao bloco convencional (POON; KOU; LAM, 2002). O
Quadro 3.4.3 traz outras referências que foram consideradas durante a escolha do traço,
entretanto o de Poon, Kou e Lam (2002) foi escolhido por se aproximar mais do objeto de estudo da pesquisa, pois este estudo considera o uso deste concreto como bloco de vedação. Além disso, os resultados de resistência à compressão entre o bloco de concreto convencional e reciclado são mais próximos se comparados com outras referências (16,2 MPa e 16,7 MPa, respectivamente), de modo que os materiais possam ser considerados mutuamente substituíveis.
Este traço apresenta poucas mudanças das proporções dos outros materiais para a fabricação do concreto, apenas a quantidade de água que é aumentada em 15%, pois geralmente o ARC possui maior absorção do que agregados naturais (LIMA et al., 2017b). O cimento utilizado pode ser comparado com o cimento CP IV utilizado no Brasil, devido a proporção de cinzas volantes no traço (METHA; MONTEIRO, 2014). Poon, Kou e Lam (2002) recomendam uma faixa entre 25% e 50% de proporção entre ARC e agregado natural como ideal para a substituição sem que sejam prejudicadas as propriedades mecânicas do bloco de concreto, portanto foi escolhido o valor com maior aproveitamento do resíduo beneficiado.
A abordagem escolhida para modelar a ACV foi a atribucional, pois, apesar do estudo tratar uma extensão do fim de vida da parede de concreto com a adoção do processo de reciclagem e a produção de ARC, ele não considera os impactos no mercado e busca atribuir impactos ambientais dentro de um ciclo de vida sem considerar os efeitos indiretos gerados ao se alterar as saídas de um produto, não podendo, assim, ser classificado como um estudo consequencial (EKVALL; WEIDEMA, 2004; ZAMAGNI et al., 2012). Além disso, o estudo tem por objetivo verificar os impactos ambientais em cada uma das etapas do ciclo de vida e avaliar o impacto de se utilizar matéria prima reciclada para produção de bloco de concreto dentro do ciclo de vida da edificação, portanto, para este fim, não faria sentido utilizar uma abordagem consequencial.
Quadro 3.4.3. Outras referências sobre traços de concreto reciclado
Referência % de substituição do
agregado por ARC Traço
Resistência à compressão (28 dias) (POON; KOU; LAM, 2002) Convencional (0% ARC) 1:16:0,425:0,25
cimento, areia, água, cinzas volantes
16,2 MPa
Reciclado (25% ARC)
1:16:0,45:0,25
cimento, areia, água, cinzas volantes
15,9 MPa
Reciclado (50% ARC)
1:16:0,49:0,25
cimento, areia, água, cinzas volantes
16,7 MPa
Reciclado (100% ARC)
1:16:0,61:0,25
cimento, areia, água, cinzas volantes 11,8 MPa (ZANGESKI et al., 2017) Convencional (0% ARC) 1: 2,26: 2,52: 0,58
cimento, areia, brita e água 25 MPa Reciclado
(100% ARC)
1: 3,2: 2,52: 0,58
cimento, areia, brita e água 14,2 MPa
(SOUTSOS; TANG; MILLARD, 2011) Convencional (0% ARC) 1:4,65:5,81:0,55
Cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, água
12,9 MPa Reciclado
(30% ARC, somente agregado miúdo)
1:4,92:3,94:0,63
Cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, água
16,6 MPa (MARINKOVIĆ et al., 2010) Convencional (0% ARC) 1:2,17:3,88:0,57
Cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, água
39,2 MPa
Reciclado (100% ARC)
1:1,82:3,38:0,55
Cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, água
38,6 MPa
(HOOD, 2006)
Convencional (0% ARC)
1:2,67:0,67:1,16:0,37
Cimento, areia média, areia fina, pedrisco, água
32,53 MPa Reciclado
(25% ARC)
1:2,67:0,67:1,16:0,43
Cimento, areia média, areia fina, pedrisco, água
26,67 MPa Reciclado
(50% ARC)
1:2,67:0,67:1,16:0,52
Cimento, areia média, areia fina, pedrisco, água
11,84 MPa Reciclado
(100% ARC)
1:2,67:0,67:1,16:0,63
Cimento, areia média, areia fina, pedrisco, água
9,95 MPa
Dentro da abordagem atribucional existem dois tipos de modelos de sistema na base
Ecoinvent: Allocation at the Point Of Substitution (APOS) e Allocation cut-off. No
primeiro, APOS, os ônus são atribuídos proporcionalmente a processos específicos da base seguindo uma série de passos que visa vincular em um único modelo de sistema, conjuntos de dados (datasets) semelhantes de processos unitários de muitas saídas, sendo normalmente utilizado em materiais que requerem tratamento subsequente mais complexo para terem valor imediato de mercado (ECOINVENT, [s.d.]). Já o modelo cut-
off determina a alocação total dos impactos ao primeiro usuário de um determinado
material e, caso este material seja posteriormente reciclado, o modelo não oferece créditos a este produtor primário, pelo princípio do poluidor pagador. Assim, o tratamento dos resíduos é totalmente alocado ao seu produtor e todos seus coprodutos valiosos são cortados (cut-off) no tratamento de resíduos, ficando disponíveis sem encargos. Além disso, neste modelo todas as trocas intermediárias na base de dados são classificadas em uma das três categorias: coproduto, material reciclável ou resíduo. Essa classificação ocorre em nível de produto e define como estes serão tratados durante a alocação (ECOINVENT, s.d. b). Portanto, considerando que a reciclagem da parede/produção do ARC não requer tratamentos complexos geradores de transformações substanciais em suas propriedades químicas e/ou físicas, concluiu-se que o modelo APOS não representaria uma solução adequada para este estudo. Em contrapartida, por conceder ao ARC nenhum impacto referente ao processo de reciclagem e por não creditar o produtor primário pela reciclagem, o modelo cut-off demonstrou-se como a alternativa mais apropriada.
Após a definição do objetivo é definido o escopo do estudo e as fronteiras do sistema. Para a comparação do desempenho ambiental de um bloco de concreto convencional com um bloco de concreto de ARC, foram considerados três cenários diferentes. O primeiro abrange desde a extração de matéria prima para a produção do bloco de concreto convencional até a sua disposição final em aterro, como mostra a Figura 3.4.2. Este é um cenário de controle, ainda que pela a resolução n. 307 do CONAMA (2002), o resíduo de concreto deve ser reciclado em agregado (Classe I) ainda existem muitas cidades brasileiras que ainda não atendem nem à resolução e nem à PNRS (MIRANDA et al., 2016).
O segundo cenário considera o processo de reciclagem e produção de ARC após a demolição, como aparece na Figura 3.4.3. Já no terceiro cenário, será explorada a atividade de prevenção, considerando o uso de bloco de ARC na vedação da edificação ao invés do bloco de concreto convencional, mostrado na Figura 3.4.4, com o fim de vida similar ao cenário 2. As figuras que ilustram o sistema de fronteiras com o fluxograma estudado foram montadas a partir de referências bibliográficas sobre os processos de produção dos materiais a serem estudados (BS, 2011; CABEZA et al., 2014; ISLAM et
al., 2016; MAIA DE SOUZA et al., 2016; MEHTA; MONTEIRO, 2014; PACHECO- TORGAL et al., 2013).
A segunda etapa de uma ACV é a análise de inventário, que envolve a compilação de entradas e saídas de um produto através do seu ciclo de vida, considerando as trocas ambientais como emissões e consumo de recursos. Para o levantamento destes dados de entradas em saída, foram considerados principalmente dados secundários, provenientes de outros estudos na literatura, fichas técnicas de fornecedores e banco de dados do
Ecoinvent v.3, e como dados primários, foram utilizadas as distâncias retiradas do Google Maps.
A partir destes dados, os fluxos de entrada e saída foram modelados no software
SimaPro 8.5, versão faculty. Esta plataforma foi escolhida por ter uma interface amigável
com o usuário e por permitir uma adaptação das suas bases de dados, possibilitando modificar processos existentes e criar novos processos. Isso permite maior representatividade dos dados, sendo um fator importante para o caso de países que não possuem ainda base de dados própria ou cuja base de dados não é robusta o suficiente, como o caso do Brasil (SAADE, 2017).
Os processos que são comuns a todos os cenários foram também modelados, pois, como já foi mencionado, objetivou-se posteriormente inserir estes dados no BIM de modo que possa fornecer um impacto em relação a todo o ciclo de vida de um sistema de vedação, sendo possível assim calcular o benefício da prevenção (Quadro 3.2.2). Ao considerar todos os processos dentro do sistema de produto para o cálculo dos impactos potenciais, foi possível verificar o efeito que a atividade de prevenção em estudo teve em relação a todo o ciclo de vida da edificação, e não somente qual sistema é mais ou menos vantajoso ambientalmente. Além disso, a metodologia proposta busca permitir que futuramente o usuário possa acrescentar outros tipos de sistemas de vedação além dos aqui estudados, portanto os processos foram modelados, mesmo que repetidos em outros cenários.
Figura 3.4.1. Sistema do cenário 1: bloco de concreto convencional e fim de vida em aterro de inertes
Figura 3.4.2. Sistema do cenário 2: bloco de concreto convencional e reciclagem no fim de vida
Figura 3.4.3. Sistema do cenário 3: bloco de concreto reciclado e reciclagem no fim de vida
É possível observar nos fluxogramas das Figuras 3.4.2, 3.4.3 e 3.4.4 que há uma questão de multifuncionalidade no fim de vida da edificação que merece atenção e que influencia na modelagem do sistema. Ekvall e Finndeven (2001) definem processo multifuncional como uma atividade que desempenha mais de uma função. Um exemplo seria um processos que gera um produto e um coproduto, já outro exemplo evolve o fim de vida, que seria um processo de reciclagem que desempenha tanto a função de tratamento de resíduos – que dentro da perspectiva de resíduo sólido, seria o equivalente à disposição final (BRASIL, 2010) – quanto a de produção de matéria-prima. Isto é o que ocorre no caso em questão, uma vez que o processo de reciclagem do fim de vida dos cenários 2 e 3 desempenha tanto a função de tratamento de resíduos (cenários 2 e 3) quanto a função de produção de ARC (cenário 3).
Como não existe um consenso sobre o melhor método para lidar com a multifuncionalidade, um cuidadoso estudo da escolha a ser feita se faz necessário, pois esta terá grande influência nos resultados finais (SAADE, 2017). Um exemplo é o estudo de Yazdanbakhsh et al. (2017), no qual foi feita uma ACV comparativa de berço-a-portão de concreto reciclado e convencional na cidade de Nova York. Ao considerar o impacto
do processo de reciclagem (separação de resíduos, britagem e transporte) dentro do impacto de produção da matéria prima para o concreto reciclado, pouco foi afetado no seu desempenho ambiental em relação ao concreto convencional. Entretanto, quando foi contabilizado o impacto evitado do RCC que seria enviado para aterro, houve uma significativa redução dos impactos para o caso de concreto reciclado.
Para resolver problemas como este, a norma ISO 14.044 (ISO, 2006b) define uma hierarquia de passos que deve ser seguida. O primeiro seria evitar ao máximo a alocação, através da divisão do processo multifuncional em subprocessos de modo que cada um represente um dos produtos gerados, ou através da expansão do sistema de produto, de forma a incluir as outras funções desempenhadas pelo processo. No caso da reciclagem da parede de bloco de concreto, não seria possível a subdivisão em subprocessos, pois o processo é o mesmo para as duas funções que ele desempenha dentro do sistema do produto. Já a segunda alternativa envolve a redefinição da UF e das fronteiras do sistema, não sendo viável sua aplicação. O segundo passo da norma ISO 14044 (ISO, 2006b) seria fazer a alocação física, dividindo as entradas e saídas do sistema entre as diferentes funções ou produtos, baseado em uma relação física. Caso não seja possível fazer esta relação, a norma recomenda que as entradas e saídas devam ser divididas de modo a refletir outras relações entre elas, como preços de mercado, por exemplo.
A ISO 14044 (ISO, 2006b) trata de maneira separada o caso específico de multifuncionalidade de fim de vida, dividindo a reciclagem em dois tipos distintos: reciclagem de ciclo fechado ou aberto. Considera-se reciclagem de ciclo aberto quando o material de um sistema de produto é reciclado em um sistema de produto diferente do que o originou. Já o ciclo fechado ocorre quando o material de um sistema ou produto é reciclado dentro do mesmo sistema ou quando há a reutilização do produto, sem que o mesmo deixe o sistema. A ISO 14044 (2006b) especifica ainda que, caso as propriedades do material reciclado não sejam diferentes do produto original, tendo o mesmo uso, este pode ser tratado como ciclo fechado. Como o bloco de concreto foi reciclado em ARC e posteriormente utilizado na fabricação de um novo bloco de concreto com desempenho similar, pode-se considerar esta reciclagem como sendo de ciclo fechado. Neste caso, a norma aponta que é evitada a necessidade de alocação, pois o material reciclado substitui parte da matéria prima virgem.
Desta forma, o impacto da reciclagem do concreto (britagem do concreto) será considerado como tratamento de fim de vida para os cenários 2 e 3 e a utilização do ARC entrará livre de impactos provenientes da reciclagem que a originou, substituindo a matéria prima virgem no processo de produção de blocos de concreto, similar ao que foi feito por Yazdanbakhsh et al. (2017). Esta é uma opção coerente com o objetivo do estudo pois, além de evitar a alocação, ela considera as vantagens ambientais para o sistema que de fato irá utilizar este material reciclável, incentivando a atividade de prevenção (utilização de matéria prima reciclada) e penalizando a atividade geradora de resíduos que, de certa forma incentiva outra atividade de prevenção (diminuir a quantidade de resíduo de construção civil gerado). Além disso, não foi considerado como foco o incentivo à reciclagem no final de vida, pois esta é mandatória conforme Resolução n. 307 do CONAMA (2002).
Apesar de não ser considerada alocação, este tipo de abordagem é coerente com a forma que o modelo de sistema adotado aborda a alocação para produto reciclável. Como explicado anteriormente, no modelo cut-off, quando a saída é um reciclável, assume-se que ele não carrega nenhum impacto da atividade que o gerou para a atividade que o utilizará, como foi feito neste caso. Portanto, a escolha de evitar a alocação ao considerar a reciclagem como ciclo fechado tem coerência com o restante da ACV.
A partir do inventário, é iniciada então a etapa de AICV. Ela consiste em uma avaliação da significância dos impactos ambientais potenciais através da associação de impactos ambientais específicos com os dados obtidos do inventário utilizando métodos e modelos de caracterização. Como esta ACV será realizada considerando um público- alvo projetistas de arquitetura (arquitetos e engenheiros), devido à sua formação acadêmica, será considerado que eles possuem conhecimento técnico dentro da área de materiais de construção e dentro dos impactos de categoria midpoint.
Avaliações que consideram categorias endpoint podem apresentar incertezas extremamente altas se comparadas com as categorias midpoint, resultando em uma percepção enganosa de precisão e melhoria quando apresentados aos painéis de ponderação e aos tomadores de decisão (BARE et al., 2000). Devido a estas questões e ao nível de conhecimento técnico do público alvo, nesta pesquisa a categorização foi feita a nível midpoint e foram considerados os potenciais impactos pelo método CML-IA
baseline (GUINÉE, 2002), que é utilizado em outras ACVs similares na literatura (e.g.
BRAGA; SILVESTRE; DE BRITO, 2017; MARINKOVIĆ et al., 2010; RIBEIRO, 2017; SAADE, 2017; YAZDANBAKHSH et al., 2017).
Foram avaliados os potenciais de impacto mais relevantes em estudos de ACV similares (Quadro 3.4.4): mudanças climáticas, depleção da camada de ozônio, toxicidade humana, acidificação e eutrofização. Foi adicionado o impacto de depleção abiótica pois, apesar de não ter sido um dos principais impactos observados nos estudos, ele atua diretamente na ação de prevenção aqui estudada (substituição da matéria prima virgem por reciclada). Os principais efeitos no ambiente das categorias de impacto selecinadas podem ser descritos de acordo com McDougall et al (2001) e Guinée (2004): • Depleção abiótica: redução devido a extração de recursos minerais e de
combustíveis fósseis, medida em kg Sb equivalente.
• Mudanças climáticas: carregamento de gases de efeito estufa para a atmosfera, e.g. CO2, CH4, CFCs e HCFCs, entre outros, gerando um aumento na
temperatura global média. Expresso em kg de CO2 equivalente.
• Depleção da camada de ozônio: consiste no estreitamento da camada de ozônio estratosférico devido a emissão de gases que reagem com esta camada. Possui como consequências uma maior quantidade de radiação ultravioleta provenientes do sol. Medida em kg CFC-11 equivalente.
• Toxicidade humana: efeitos adversos na saúde humana, desde a irritação da pele e os olhos até a ocorrência de câncer, considerando a emissão de